З Днем знань!

З Днем знань!

  "Сьогодні наш Господь поблагословить Вас на цей новий навчальний рік, Ви ж, у свою чергу, старайтесь добрим навчанням та гідним,...

Навчання в Польщі

Навчання в Польщі

Через Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Рейтинг Scopus 2017

Рейтинг Scopus 2017

Прикарпатський національний університет третій рік поспіль отримує високі показники в рейтингу Scopus

 Відновлення астрономічної обсерваторії

Відновлення астрономічної обсерваторії

Відновлення колишньої астрономічної обсерваторії на горі Піп Іван.

874.jpg

Ідея управління функціонуванням живих клітин за допомогою спеціальної електроніки досить довго була лише предметом наукової фантастики. Але вчені наполегливо ведуть дослідження у цьому напрямку, шукаючи нові методи боротьби з різними захворюваннями.

Завдяки зусиллям групи вчених з університету Меріленда (США), електронне управління живими клітинами людського організму стало на крок ближчим. Було розроблено електрогенетичну систему, впроваджено її в бактеріальні клітини і за її допомоги досягнуто здатність керувати поведінкою одноклітинних організмів.

Головною проблемою в створенні такої гібридної системи було те, що обидві її складові частини працюють на абсолютно різних принципах. Клітини, з яких складаються всі живі істоти, обмінюються інформацією з іншими клітинами за допомогою спеціальних молекулярних каналів.

Використовуючи процес, що зветься експресією генної інформації, яка зберігається в ДНК кожної клітини, всередині неї синтезуються молекули, білків, ферментів і гормонів, які і використовуються в якості носіїв інформації. Електронні системи для передачі інформації використовують потоки електронів. На жаль, потоки електронів нездатні циркулювати всередині біологічних систем. Однак, всередині живих клітин існують молекули, здатні виступати в ролі провідників струму.

Ці молекули відносяться до окислювально-відновних біомолекул, які можуть накопичувати і вивільняти електрони під час хімічних реакцій окислення і відновлення. Вченим вдалося внести в структуру окислювально-відновних біомолекул природного походження деякі зміни, які перетворили їх в провідники електричного струму. Характеристики окисної та відновної реакцій визначаються величиною і напрямком протікаючого через молекулу струму, а при відключенні струму молекула продовжує зберігати свій поточний стан досить довгий час.

Модифіковані окислювально-відновні біомолекули, поміщені всередину одноклітинних організмів, стали працювати в якості "вимикачів", які активізують певні процеси генної експресії. Це в свою чергу дозволило керувати деякими з функцій одноклітинних організмів простим клацанням вимикача і натисканням кнопки. В якості експерименту були створені мікроорганізми, які починали виробляти флуоресцентний зелений білок при отриманні відповідного електричного сигналу. І ці мікроорганізми в буквальному сенсі починали світитися, коли вони були "включені" електричним способом.

У другому виді експериментальних мікроорганізмів було вбудовано механізм управління синтезом білка CheZ, який стимулює рухову функцію цих організмів. За допомогою електричних сигналів вчені змогли управляти процесом рухів і переміщення модифікованих бактерій. "Електроніка вже давно змінила наше повсякденне життя. І тепер, коли ми навчилися поєднувати електроніку і біологію, ми отримали можливість електронного управління нашим організмом на рівні окремих клітин і укладеної в них ДНК" - розповідає Грегорі Пейн, учасник дослідницької групи, - "Все це має величезний потенціал для створення "розумних" гібридних біоелектронних пристроїв, які дозволять організму успішно боротися навіть з найважчими захворюваннями, наприклад, з раком".